一種ac設備智能熱管理技術的實現方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于通信領域，具體涉及WLAN接入控制器(簡稱AC)設備的智能熱管理，特別涉及一種AC設備智能熱管理技術的實現方法。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟快速增長以及通信技術的飛速發展，人民生活水平持續提高，智能手機、筆記本電腦等具有WIFI功能的終端大量使用，對于無線接入網的需求持續增加；伴隨著WLAN網絡的大規模發展，對AC設備的需求也越來越大。
[0003]AC設備是一種WLAN智能接入控制器，為電信級無線控制設備，是WLAN網絡的核心控制部分，具有強大靈活的無線用戶接入及Fit AP管理能力，具備完善的智能射頻管理、故障自動恢復、負載均衡、用戶流量控制、漫游管理等功能。AC設備為大容量架式設備，采用標準的19英寸物理結構，可插14塊單板，且每個單板的最大峰值功耗可達到200W，如果在滿配置下，整個設備的功耗為2800W，對AC設備的熱管理要求較高。
[0004]現有的AC設備，功能越來越強大，相應的功耗越來越高，而AC設備中的散熱風機承擔了整個AC設備的散熱工作；由于AC設備對散熱的要求比較高，AC設備內使用了 10?20個散熱風機，導致帶來較高的風機功耗，又抬高了系統的整機功耗，風機噪音污染也比較大，設備的噪音污染嚴重。
[0005]對于功耗和噪音這兩個問題，現有的AC設備存在缺陷。AC設備內風機轉速不能智能調整，只能將風機轉速分為等級，對應設備采集的不同溫度設置不同的風機轉速；無法根據環境溫度及設備板卡的溫度變化進行智能調整；另外，插箱的不同板卡區域，不論該區域是否安裝板卡，該區域散熱風機組與其他區域的的風機組轉速相同，不能做到根據板卡是否在線控制對應的風機組。現在采用的技術，仍有可改善的區間，現在風機轉速的調整，是一種整體的調整，不能實現對單個區域的風機轉速的調整，風機轉速調高或降低，是所有風機統一調高或降低，而不能依據設備內部不同區域(不同槽位的單板)進行相應調整。有的區域溫度低，要求對應該區域的風機轉速低，有的區域溫度高，要求對應該區域的風機轉速高，不能實現風機功耗的最優配置，仍會有無效的功耗被浪費。

【發明內容】

[0006]本發明的目的在于提供一種AC設備智能熱管理技術的實現方法，以克服現有技術存在的AC設備內風機轉速不能智能調整、有無效的功耗被浪費的問題。
[0007]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
[0008]一種AC設備智能熱管理技術的實現方法，包括作為整個AC設備硬件系統載體的機箱，機箱內設有系統背板、電路板卡、上風機盤、下風機盤；系統背板、電路板卡、上風機盤、下風機盤之間通過系統管理總線(I2C)連接；
[0009]所述電路板卡設有主控板，主控板上的管理模塊負責采集所有板卡的在線信息及所有板卡的溫度信息；
[0010]所述上風機盤、下風機盤上均設有風機盤監測控制板，上風機盤、下風機盤上的單板和風機盤監測控制板上均設有內置溫度傳感器，風機盤監測控制板用于對上、下風機盤中的各個風機的狀態監測、風機管理和轉速控制；
[0011]根據AC設備的板卡是否在線，以確定相應的風機組是否啟動，之后根據各板卡的運行溫度智能控制相應散熱風機組的轉速，從而實現設備的智能熱管理。
[0012]進一步的，主控板的管理模塊根據所采集的信息確定哪些風機需要運轉，哪些風機不需要運轉，運轉的風機需要運行的轉速級別，并將這些信息通過系統管理總線(I2C)下發給上、下風機盤的風機檢測控制板并完成對各個風機的智能控制。
[0013]進一步的，所述風機盤監測控制板包括微處理器模塊、風機驅動模塊和電源模塊；
[0014]電源模塊從背板輸入兩路-48V直流電源，通過交叉連接，保證任意一路斷電時，不影響風機盤工作，電源模塊輸出兩路-48V DC,供給風機驅動模塊，同時通過開關電源變換，給微處理器模塊提供所需的-3.3V直流電源；
[0015]風機驅動模塊完成對風機驅動PWM信號的輸出，10?20路轉速信號采集的功能，并通過I2C總線與微處理器模塊通訊，對外提供10?20路四線風機接口 ；
[0016]微處理器模塊完成對風機驅動模塊的配置管理功能，并通過背板上的2路I2C總線與機箱管理模塊通訊，并實現告警信息上報與配置信息下發等功能；對外提供一個UART到風機盤面板，用于風機盤監測控制板的管理維護。
[0017]進一步的，所述風機盤風機轉速可調，風機盤轉速設計為O?19級，O級為風機盤停轉，I級為最低轉速級別，19級為最高轉速級別；風機盤監測控制板完成對風機盤中的各個風機的狀態監測、風機管理和轉速控制功能。
[0018]進一步的，風機盤自動控制算法如下:
[0019]風機盤自動控制算法的控制周期為5分鐘；設入風口溫度Tr為環境溫度；設板內溫度為T ;設目標溫度值為t ;設出風口溫度Tc ;最大轉速對應的板內溫度值Tmin ;控制允許的最小誤差? ;
[0020]I) a為初始轉速，b為試調轉速，X為經過I次試調后計算得到的下一次試調轉速；
[0021]2) Tl為初始轉速下達到的板內溫度值，T2為轉速試調后的板內溫度值，t’為經過I次試調后的板內溫度值，當It’ -t小于一定誤差時停止試調；
[0022]3)當t〈Tmin時，直接以最大轉速控制輸出；
[0023]4)當t>Tmin時，使用如下算法經過多次試調(通常2_3次)即可達到最終控制要求:
[0024](b-x)/(b_a) = (t，-Τ2)/(Τ1_Τ2) 【I】
[0025]計算得:χ= b_(t’ -T2) (b-a)/(Tl-T2)【2】
[0026]然后輸出轉速X試調，測量獲得t’，當|t’ _t|〈|，停止試調；否則將X，t’分別作為下一次試調的a，Tl，根據【2】重新計算X，測量獲得新的t’，依次循環計算，直到
t’ -t|<C再停止試調。
[0027]進一步的，所述下風機盤配置有防塵過濾網。
[0028]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
[0029]本發明AC設備智能熱管理技術的實現方法，對AC設備的散熱性能進行了優化和改善，依據主控板的管理模塊負責采集所有板卡的在線信息及所有板卡的溫度信息，根據這些信息確定哪些風機需要運轉，哪些風機不需要運轉，運轉的風機需要運行的轉速級別，并將這些信息通過系統管理總線(I2C)下發給上、下風機盤的風機檢測控制板，風機盤監測控制板完成對上、下風機盤中的各個風機的狀態監測、風機管理和轉速控制，以實現對整個設備系統散熱風機的智能控制，在保證設備系統正常散熱的前提下，最合理的管控風機，降低風機的能耗，延長風機的使用壽命，使風機的工作更加高效，從而進一步降低了系統設備的故障率，減少運營商的設備維護工作量，同時起到了節能減排的作用。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發明的風機智能控制示意圖；
[0031]圖2為本發明風機盤自動控制圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述:
[0033]本發明AC設備智能熱管理技術的實現方法為，包括作為整個AC設備硬件系統載體的機箱，機箱內設有系統背板、電路板卡、上風機盤、下風機盤；系統背板、電路板卡、上風機盤、下風機盤之間通過系統管理總線連接；
[0034]所述電路板卡設有主控板，主控板上的管理模塊負責采集所有板卡的在線信息及所有板卡的溫度信息；
[0035]所述上風機盤、下風機盤上均設有風機盤監測控制板，上風機盤、下風機盤上的單板和風機盤監測控制板上均設有內置溫度傳感器，內置溫度傳感器用于測量所處區域的溫度值，提供給風機盤監控板或單板上的管理控制器，風機盤監測控制板用于對上、下風機盤中的各個風機的狀態監測、風機管理和轉速控制。根據AC設備的板卡是否在線，以確定相應的風機組是否啟動，之后根據各板卡的運行溫度智能控制相應散熱風機組的轉速，從而實現設備的智能熱管理。
[0036]主控板的管理模塊負責采集所有板卡的在線信息及所有板卡的溫度信息，根據這些信息確定哪些風機需要運轉，哪些風機不需要運轉，運轉的風機需要運行的轉速級別，并將這些信息通過系統管理總線(I2C)下發給上、下風機盤的風機檢測控制板并完成對各個風機的智能控制。
[0037]AC設備的散熱主要由兩個支持熱插拔的上風機盤、下風機盤組成，其中下風機盤配置有防塵過濾網，每個風機盤都配有一塊風機盤監測控制板；下部風機盤吸入外部風流，上部風機盤抽出內部風流，上下風機盤采用推拉方式在插箱內部形成自下向上的風道，實現對AC設備及各板卡的冷卻散熱；風機監控板通過通訊總線與單板上的管理控制器進行通訊，查詢單板上板載溫度傳感器的溫度值；每個風機對應一個溫控區域，每個溫控區域包括2?3塊單板。
[0038]機箱的風機盤風機轉速可調，風機盤轉速設計為O?19級，O級為風機盤停轉，I級為最低轉速級別，19級為最高轉速級別；風機盤監測控制板完成對風機盤中的各個風機的狀態監測、風機管理和轉速控制功能。用風機控制器芯片驅動和監視風機。
[0039]風機盤與背板的接口為:兩路I2C總線，輸入電源為:兩路-48V直流電源；
[0040]MCU采用32位基于ARM內核的微處理器，其應支持兩路I2C接口、支持至少10?20路PWM輸出；
[0041]AC設備的風機采用-48V直流供電，轉速可調，需要PWM信號驅動，風機的轉速輸出信號也是PWM信號，AC設備中采用專用風機控制器芯片驅動和監視風機，采用雙路-48V直流電源供電，采用微處理器完成配置管理與I2